随着人们生活质量的提高，对产品美观和品质的要求也在不断提高。 越来越多的消费品由合金材料制成。 金属材质给人一种高端、坚固、耐用的品质感，而传统塑料外壳的产品在消费者心目中逐渐被贴上“廉价”、“低质”的标签。
对于消费品来说，常用的合金材料包括铝合金、锌合金和镁合金。 钛合金因其良好的生物相容性而广泛应用于医疗领域。 今天我们就来看看这些合金材料的特点，并进行比较。 因此，先归纳总结，见下面的性能对比表。
物理性能对照表
这四种合金中，钛合金最硬，强度也最好。 就硬度而言，钛合金比其他三种合金硬得多。 从抗拉强度来看，钛合金强于锌合金，其次是镁合金，强度最低的是铝合金。
强度和硬度对比：
硬度：钛合金>锌合金>铝合金>镁合金
强度：钛合金>锌合金>镁合金>铝合金
但在产品结构设计方面，也需要考虑重量。 如果考虑比重，锌合金由于密度最高，因此比强度最小。 钛合金和镁合金比强度高，但钛合金价格昂贵，加工性能差。 因此必须考虑考虑重量和强度的结构件，多采用镁合金。
铝合金
这里没有列出材料成分。 铝合金的密度为2.63~2.85g/cm，具有较高的强度（σb为110~）铝合金型材和钢材差异，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，具有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电性、导热性、良好的耐腐蚀性和焊接性。
压铸铝合金的流动性较好，熔点为660℃。 铝合金在产品结构设计上也有着最丰富的技术应用形式。 常用的加工工艺有：压铸、挤压成型、机械加工、冲压、锻造等。 铝合金型材广泛用于建筑门窗，铝型材也常用于建造机械设备的框架。 电子产品和消费品外壳也不乏铝合金。 此类产品对外观要求较高，较常见的工艺有挤压、机械加工、冲压等。
压铸铝很少用于快速消费品的外壳，因为压铸铝合金中Si含量较高，因此在阳极氧化过程中直接与化学液发生反应，导致氧化后表面效果较差。 铝铸件常用于内部结构件和对外观要求不高的零件。 摩托车的发动机壳体结构复杂，既要求重量轻，又要求有足够的强度。 旋转铝合金压铸件大多采用作为毛坯。
铝铸发动机外壳
铝牌号：
1×××系列为：纯铝（铝含量不低于99.00%）。 系列牌号的最后两位数字表示最低铝含量的百分比。 牌号的第二个字母表示对原纯铝的改性。
2×××～8×××系列牌号的最后两位数字没有特殊含义，仅用于区分同一组中的不同铝合金。 牌号的第二个字母表示对原纯铝的改性。
2×××系列是：以铜为主要合金元素的铝合金。 2011易切削合金具有良好的切削加工性和高强度。 2018、2218锻造合金具有良好的可锻性和较高的高温强度。
3×××系列是：以锰为主要合金元素的铝合金。 3105、3105建筑材料、彩色铝板、瓶盖。
4×××系列是：以硅为主要合金元素的铝合金。 4032具有良好的耐热性、耐摩擦性和热膨胀系数小。 活塞、气缸盖。
5×××系列是：以镁为主要合金元素的铝合金。 5052是最具代表性的中等强度合金，常用于钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂窝板等。
6×××系列是以镁为主要合金元素，以Mg2Si相为强化相的铝合金。 6063是挤压成型用的代表性合金。 其强度低于6061。具有良好的挤出性能。 它可以用作具有复杂横截面形状的形状。 具有良好的耐腐蚀性能和表面处理性能。 用于建筑、高速公路护栏、高栏杆、车辆、家具、家电及装饰品等。
7×××系列是：以锌为主要合金元素的铝合金。 7075铝合金是强度最高的合金之一，但其耐腐蚀性较差。 用7072皮革覆盖可以提高其耐腐蚀性能，但成本增加。 飞机、滑雪杖。
8×××系列是：以其他元素为主要合金元素的铝合金。
9×××系列是：备用合金组。
抗拉强度大于class)合金的铝合金。 前者的静态强度略低于后者，但使用温度高于后者。 由于合金的化学成分、冶炼凝固方法、加工工艺和热处理制度不同，合金的性能差异很大。
常用铝合金性能表
锌合金
锌合金熔点低，流动性好，易于焊接。 按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。 铸造锌合金具有良好的流动性和耐腐蚀性，适用于压铸仪表、汽车零部件外壳等。变形锌合金具有良好的塑性和延展性，主要用作电池外壳、印刷板、顶板和日用五金。 铸造合金的产量远大于变形合金。 对于快速消费品的结构件，很少使用变形合金。 因此，以下文章仅关注压铸锌合金。
锌合金的密度为6.3~6.7g/cm，抗拉强度σb为280~，熔点较低。 它的熔化温度为 385°C，易于压铸。
本文介绍的四种合金中锌合金比重最大，流动性最好。 具有良好的铸造性能，可压铸形状复杂、薄壁的精密零件，铸件表面光滑。
在室温下，锌合金具有良好的强度。 需要注意的是，锌合金不适合在高低温（0℃以下）工作环境中使用。 锌合金在室温下具有良好的机械性能。 但高温下的拉伸强度和低温下的冲击性能显着下降。 锌合金的耐腐蚀性较差。 当合金成分中的杂质元素铅、镉、锡超标时，铸件就会老化、变形。 锌合金压铸件具有时效效应，即时间长了其强度自然下降、变脆。 这就是为什么很多人抱怨更换锌合金水龙头时，经常会发生脆性断裂，导致水龙头的螺纹部分残留在水管中，无法取出。 因此，建议您在装修时尽量选择铜质水龙头，而不是锌合金水龙头。
目前国际上用于铸件的标准系列有两大类，一是ZAMAK合金，二是ZA系列合金。 所用的ZAMAK合金有ZAMAK 2、ZAMAK 3、ZAMAK 5和ZAMAK 7。（为了简单起见，以上合金统称为2号、3号、5号和7号合金）。 ZA系列包括ZA-8、ZA-12、ZA-27和ZA-35。 ZA-8主要用于热室压铸，而ZA-12和ZA-27由于特殊的熔炼要求只能用于冷室压铸。 ZA-35一般用于重力铸造。 ZAMAK合金的发展先于ZA系列合金，主要用于压力铸造。 应用最广泛的是3号锌合金。
ZAMAK 2：用于机械性能有特殊要求、硬度高、耐磨性好、尺寸精度要求一般的机械零件。
ZAMAK 3：良好的流动性和机械性能。 用于机械强度要求不高的铸件，如玩具、灯具、装饰品和一些电器元件等。
ZAMAK 5：良好的流动性和良好的机械性能。 用于对机械强度有一定要求的铸件，如汽车零部件、机电零部件、机械零件、电器元件等。
ZA8：具有良好的冲击强度和尺寸稳定性，但流动性较差。 用于尺寸较小、对精度和机械强度要求较高的压铸工件，如电器元件等。
：流动性佳，适合压铸薄壁、大尺寸、高精度、形状复杂的工件，如电器元件及其箱体。
镁合金
镁合金是以镁为基础添加其他元素的合金。 主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍及少量锆或镉。 目前应用最广泛的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌合金。 镁合金因其优良的铸造、挤压、切割和弯曲性能，可广泛应用于汽车、电子、纺织、建筑和军事领域。
镁合金的熔点为650℃，比铝合金的熔点低，具有良好的压铸性能。 镁合金铸件的抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达以上。
镁合金密度低（约1.8g/cm3），强度高。 镁合金是最轻的金属结构材料，比重仅为1.8，是铝的2/3，铁的1/4。 其比强度高达133，这使得镁合金成为高强度材料。 高强度镁合金的比强度甚至可以与钛媲美。
镁合金弹性模量大，减震性能好。 在弹性范围内铝合金型材和钢材差异，镁合金受到冲击载荷时，比铝合金零件吸收一半的能量，因此镁合金具有良好的抗冲击和降噪性能。
镁合金具有良好的压铸性能。 压铸件最小壁厚可达0.5mm，适合制造各种汽车压铸件。 镁合金零件稳定性高，压铸件铸造性尺寸精度高，可进行高精度机械加工。
镁合金与合金相比，在散热方面具有绝对的优势。 对于相同体积和形状的镁合金和铝合金制成的散热器，某一热源产生的热量（温度）比铝合金更容易被镁合金通过散热器根部传递。 到达顶部的速度越快，顶部就越容易达到高温。
但镁合金的线膨胀系数很大，达到25~26μm/m℃，而铝合金为23μm/m℃，黄铜为20μm/m℃左右，结构钢为12μm/m℃，铸铁约为10μm/m℃，岩石（花岗岩、大理石等）仅为5~9μm/m℃，玻璃为5~11μm/m℃。 将其应用于热源时，必须考虑温度对结构尺寸的影响。
镁合金的应用实例：一般中高端和专业数码单反相机都采用镁合金作为框架，使其坚固、耐用、手感好； 手机和笔记本电脑的外壳； 内部产生高温的电脑、投影仪外壳散热部件采用镁合金； 汽车方向盘、转向支架、制动支架、座椅框架、后视镜支架、分配器支架等要求轻量化、高强度的结构件。
镁合金压铸方向盘架
按成形方法分为变形镁合金和铸造镁合金两大类。
镁合金牌号以英文字母+数字+英文字母的形式表示。 第一个英文字母为其最重要合金成分元素的代号（元素代号见下表），后面的数字代表其最重要合金成分元素上、下限值的平均值。 最后一个英文字母是识别代号，用于识别特定组成元素不同或元素含量略有不同的不同合金。
镁合金常用牌号有AZ31B、AZ31S、AZ31T、AZ40M、AZ41M、AZ61A、AZ61M、AZ61S、AZ62M、AZ63B、AZ80A、AZ80M、AZ80S、AZ91D、AM60B、AM50A、M1C、M2M、M2S、ZK61M、Z K61S、ME20M 、LZ91、LZ61、LZ121、LA141、LA191、、LA81、LA91、、MA18、MA21、MA14 等
钛合金
钛合金是指钛与其他金属制成的各种合金金属。 它们具有高强度、良好的耐腐蚀性和高耐热性。 钛合金广泛用于生产航空发动机压气机零件、框架、蒙皮、紧固件和起落架等。 钛合金还用于火箭、导弹和高速飞机的结构件。
钛是一种同素异形体，熔点为1668°C。 在882℃以下具有密排六方晶格结构，称为α钛； 在882℃以上具有体心立方晶格结构，称为β钛。 利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，可以获得不同结构的钛合金。 在室温下，钛合金具有三种基体组织，钛合金分为以下三类：α合金、(α+β)合金和β合金。 在我国分别以TA、TC、TB为代表。
钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60%。 一些高强度钛合金的强度超过了许多合金结构钢。 因此，钛合金的比强度（强度/密度）远大于其他金属结构材料。 ，可生产单位强度高、刚性好、重量轻的零件。
某些钛及钛合金的机械性能
钛合金制品
钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性。 是理想的医用金属材料，可作为植入人体的植入物。 美国已推荐5种β钛合金用于医疗领域，分别是（TI-12Mo-Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、1610 （Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo，适合作为植入物植入人体，如人造骨、血管支架等。
TiNi合金具有良好的生物相容性，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例有很多。 如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙科矫形丝、血管支架、骨板、髓内针、人工关节、避孕装置、心脏修复部件、人工肾用微型泵等。
钛合金制品可以通过压铸和机械加工的方法获得。 钛合金的熔化温度很高，对模具钢的要求也很高。 钛合金的加工方法有很多，包括：车削、铣削、镗削、钻孔、磨削、攻丝、锯切、电火花加工等。
钛合金的切削加工性也较差。 钛合金切削时的切削力仅略高于相同硬度的钢。 但大多数钛合金的导热系数很低，仅为钢的1/7，铝的1/16，因此切割产生的热量不会很快消散。 ，积聚在切削区域，导致快速磨损、崩塌以及在刀具刃口上产生积屑瘤。
